Mode d'emploi original (copie intégrale du livret fourni avec le sextant)
... Les illustrations accompagnant le mode d'emploi sont sur la version anglaise de celui-ci.
INDEX
LECTURE DES ÉCHELLES:
RÉGLAGE DU SEXTANT
RÉGLAGE DU GRAND MIROIR
RÉGLAGE DU PETIT MIROIR
RÉGLAGE DE L'ERREUR D'INDEX
MESURE DE LA HAUTEUR DU SOLEIL:
HAUTEUR DE L'OEIL
LATITUDE, LONGITUDE ET MILLE MARIN
DÉCLINAISON D'UN ASTRE
RECHERCHE DU MIDI LOCAL ET DE LA HAUTEUR DU SOLEIL AU PASSAGE DU
MÉRIDIEN
CYCLE COMPLET DE VISÉES
LA LONGITUDE
LA LATITUDE
NAVIGATION ASTRONOMIQUE
L'HORIZON ARTIFICIEL
UTILISATION DU SEXTANT EN VUE DES COTES
UTILISATION DU SEXTANT "HELIOGRAPHE"
TABLE DE DÉCLINAISONS ET D'EQUATION DE TEMPS
renseignements divers
bibliographie
HOME
LECTURE DES ÉCHELLES:
Le bras mobile peut être déplacé par rapport au corps fixe du sextant en tournant le tambour
micrométrique ou en pinçant les leviers ressorts à "libération rapide" à l'aide de deux doigts.
Ces leviers déplacent alors la vis d'ajustement à l'intérieur du bras mobile et permettent un
déplacement immédiat en vue d'afficher n'importe quel angle.
Il faut presser complètement les leviers de manière à séparer la vis sans fin du corps du
sextant. En relâchant les leviers, tourner le tambour micrométrique d'au moins un tour
complet dans n'importe quel sens pour assurer l'embrayage total de la vis.
Si cette opération n'était pas réalisée une lecture incorrecte en résulterait.
La partie comprenant l'échelle graduée est appelée limbe du sextant. Les sextant Davis ont
des échelles permettant des lectures à 2/10 de minute d'arc. Chaque division de l'échelle du
limbe est égale à un degré. Pour effectuer une lecture d'angle en degrés, chercher les traits
de l'échelle les plus près de l'index du bras mobile. En général cet index tombe entre deux
graduations. La lecture correcte correspond à la valeur la plus basse, c'est à dire le trait à
droite de l'index du bras mobile. Lorsque ces 2 repères sont proches l'un de l'autre, on
contrôle la lecture au moyen du tambour micrométrique de manière à être certain d'avoir
relevé le degré rond correct.
Pour lire les fractions de degrés, utiliser les deux échelles: celle du tambour micrométrique
ainsi que celle située sur le coté du bras mobile. L'échelle du tambour indique les minutes
d'arc (1 minute = 1/60 de degré) tandis que celle du bras mobile au vernier lit à 2/10e de
minute d'arc près. Pour lire les minutes repérer la graduation du tambour qui est en face du
long trait du vernier (si ce trait tombe entre deux graduations du tambour, choisir celle qui a
la plus basse valeur).
Pour lire les fractions de minute repérer le trait du vernier qui prolonge une graduation du
tambour. Compter le nombre de graduations depuis le trait le plus long cité ci-dessus en haut
du vernier, chaque graduation vaut 2/10e de minute (soit 12" d'arc, NDLR).
La précision de notre sextant est déterminée par l'échelle du tambour micrométrique et son
mécanisme à vis et non par les graduations du limbe. Les graduations sont imprimées avec
une précision suffisante pour assurer une lecture au degré rond. La précision en minute d'arc
dépend exclusivement de l'échelle du tambour. Par exemple lorsqu'on lit 0°00 ; l'échelle du
tambour est à zéro, tandis que l'index et la graduation du limbe peuvent être légèrement
décalés. Ce qui importe ce sont les lectures. L'alignement n'est pas significatif.
Utilisation de l'éclairage sur certain modèle qui comporte un système d'affichage à diode
LED (Light Emitting Diode, NDLR) pour la lecture de échelles au crépuscule.
Votre sextant est livré avec un télescope 3X, celui-ci est interchangeable avec le tube de
visée (en 2 pièces).
Pour retirer le télescope ou le tube de visée, il faut le séparer en 2 parties et le faire glisser
des 2 pinces en prenant soin de ne pas forcer l'écartement de celles-ci.
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RÉGLAGE DU SEXTANT
Ce réglage est aisé et doit être effectué à chaque observation. Un sextant correctement
réglé doit avoir ses 2 miroirs perpendiculaires au cadre fixe du corps du sextant et donc
parallèles entre eux lorsqu'on lit 0 au tambour.
Figure 2: le grand miroir n'est pas perpendiculaire au cadre la réflexion du bord du limbe
n'apparait pas continue avec la courbe du bord réel du limbe.
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RÉGLAGE DU GRAND MIROIR
Tout d'abord, régler le grand miroir de manière à le placer perpendiculairement au cadre fixe
de la monture.
Positionner le bras mobile vers 50° environ. Tenir le sextant horizontal à environ 20 cms de
l'oeil, viser d'un oeil dans le miroir la réflexion du limbe, déplacer l'appareil de manière à voir
le limbe direct dans le prolongement du limbe réfléchi par le prolongement du limbe réfléchi
par le grand miroir (courbe continue). Si cette continuité n'est pas visible, tourner la vis de
réglage située derrière le miroir jusqu'à ce que les 2 arcs viennent dans le prolongement l'un
de l'autre.
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RÉGLAGE DU PETIT MIROIR
Il faut également régler le petit miroir dit "miroir d'horizon" en le rendant perpendiculaire au
cadre-monture. Tenir le sextant de la main droite à hauteur de l'oeil, viser n'importe quelle
ligne horizontale (horizon ou toit de building) puis déplacer le bras mobile d'avant en arrière,
jusqu'à amener l'horizon réfléchi dans le prolongement de l'horizon réel (tambour à zéro),
sans bouger le bras mobile. Ainsi positionné, viser une ligne verticale (mât ou bord de
building).
Si le petit miroir n'est pas perpendiculaire au cadre-monture, la droite ainsi réalisée semblera
sauter d'un côté et de l'autre lorsque l'on balancera le sextant. Pour corriger ceci, il suffit de
visser ou dévisser la vis la plus proche de la monture au dos du petit miroir, jusqu'à ce que la
continuité de la droite citée plus haut soit assurée.
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RÉGLAGE DE L'ERREUR D'INDEX
En positionnant le sextant à 0°00 et en visant l'horizon il est possible de venir à bout de cette
erreur. Tenir le sextant en position de visée, tourner la vis la plus éloignée de la monture au
dos du petit miroir jusqu'à ce que les 2 horizons direct et réfléchi apparaissent comme une
légère ligne droite continue. Les 2 miroirs sont alors parallèles.
Pour être certain du bon réglage du sextant, vérifier la lecture qui doit être de 0°00, puis
balancer le sextant autour de la ligne de visée, la ligne d'horizon doit rester une droite.
Bien que l'on sache comment éliminer les erreurs du sextant, il n'est pas nécessaire de les
éliminer toutes. En pratique on note l'erreur et l'on corrige les lectures à chaque visée.
Pour contrôler l'erreur d'index, il faut tenir le sextant à main droite puis viser l'horizon de la
mer. Aligner l'horizon direct et réfléchi en ligne droite. Si on lit 0°00, il n'y a pas d'erreur.Si la
valeur est différente du zéro, l'erreur d'index sera additionnée ou soustraite à la lecture.
Exemple: on lit 6' : le retrancher
on lit -6': l'additionner.
(NOTE: pour une erreur d'index de -6', le tambour gradué sera positionné sur 54').
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MESURE DE LA HAUTEUR DU SOLEIL:
Les écrans colorés du grand miroir seront mis en place avant de viser le soleil de manière à
protéger l'oeil. Choisir l'écran convenable qui fait apparaître les bords du soleil suffisamment
nets sans éblouissement.
Les écrans situés derrière le petit miroir sont destinés à assombrir l'horizon en visée directe
lorsque l'image du soleil est réfléchie puis rabattue sur l'horizon.
Pour mesurer la hauteur du soleil, lui faire face avec le sextant tenu de la main droite. Avec
la main gauche, appuyer sur les leviers de positionnement rapide du bras mobile, amener le
soleil réfléchi à tangenter l'horizon visé directement. Relâcher les leviers et ajuster la
coïncidence bord inférieur du soleil et horizon en tournant le tambour, l'image du bord
inférieur touche l'horizon lorsqu'on balance le sextant autour de la ligne de visée
alternativement de gauche à droite. Tous les calculs prennent en compte le centre du soleil,
c'est pourquoi il faudra corriger la lecture du 1/2 diamètre comme nous le verrons plus loin.
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HAUTEUR DE L'OEIL
Nous voulons mesurer l'angle entre les rayons du soleil et le plan tangent à l'horizon de
l'observateur, l'horizon visible tombe en dessous de ce plan théorique. Pour corriger la
hauteur de l'oeil, on doit appliquer la correction de dépression de l'horizon. Cette correction
augmente au fur et à mesure que l'on s'élève à la surface de la mer. Elle est toujours
soustraite à la hauteur lue.
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LATITUDE, LONGITUDE ET MILLE MARIN
Un grand cercle est un cercle à la surface de la terre, dont le plan passe par son centre. Un
petit cercle est un cercle dont le plan ne passe PAS par le centre de la terre. L'équateur et
les méridiens sont de grands cercles qui deviennent progressivement de plus en plus petits à
mesure que l'on s'éloigne de l'équateur. Aux pôles 90 N et S ils sont réduits à de simples
points. (figure 9).
Un mille marin est égal à 1 minute d'arc de grand cercle.
Comme la latitude est mesurée Nord ou Sud depuis l'équateur sa mesure se fait sur un
méridien (grand cercle) 1 minute de latitude est égale à 1 mille marin n'importe où sur la
terre.
Comme la longitude est mesurée Est ou Ouest depuis le méridien de Greenwich, en
Angleterre, la mesure s'effectue sur un parallèle de latitude (petit cercle): 1 minute de
longitude n'est égale au mille marin qu'à l'équateur. A proximité des pôles, 1 minute de
longitude est inférieure à 1 mille marin. (figure 10).
Note: le mille marin = 1852 mètres. La Terre mesure 21600 mille marins de circonférence
(360° x 60' , NDLR).
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DÉCLINAISON D'UN ASTRE
Toute étoile ou planète, y compris le soleil, a sa position correspondante à la surface de la
terre : le point terrestre directement au dessous de cet astre. Appelons GP Soleil (Ground
Position) le point sol correspondant au Soleil, ce qui veut dire qu'en ce point, vous verriez le
soleil directement au dessus de vous. Si vous deviez mesurer sa hauteur elle serait de 90°.
Depuis la Terre, le Soleil parait se déplacer dans le ciel sur un arc joignant l'Est à l'Ouest. A
certaines époques de l'année, il se déplace apparemment autour de la Terre directement au
dessus de l'équateur. Le GP du Soleil suit l'équateur. La déclinaison du Soleil est à ce
moment égale à 0.
Cependant le GP Soleil ne reste pas sur cet équateur tout au long de l'année. Il passe par un
maximum de 23°,5 Nord en été de l'hémisphère Nord et par un maximum de 23°,5 Sud pour
l'hiver. La distance du GP Soleil à l'équateur exprimée en degrés Nord ou Sud est celle de la
déclinaison du Soleil (figure 11).
De la même manière, chaque étoile a une position sol GP et une déclinaison. Celle de la
Polaire est de 89°05 Nord. Vous pouvez déterminer approximativement votre position en
mesurant la hauteur de l'étoile polaire. Les lectures au sextant varieront en fonction de
l'heure mais ne seront jamais différentes de plus de 55 milles marin du pôle. Prenant depuis
un endroit fixe les hauteurs de l'étoile polaire au crépuscule et à l'aurore votre latitude serait
entre les 2 mesures (il est possible de calculer la latitude avec une seule hauteur de la
Polaire corrigée de la valeur correspondante trouvée dans les Éphémérides Nautiques). Ceci
sort du cadre de ce livret.
Pour trouver l'étoile polaire il faut localiser le 2 cavaliers de la grande ourse (ou grand
chariot) (figure 12) puis reporter leur espacement environ 5 fois dans leur prolongement pour
tomber sur l'étoile isolée appelée polaire.
Le grand chariot tourne autour de la polaire, aussi ne soyez pas surpris de voir le diagramme
dans toutes les positions.
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RECHERCHE DU MIDI LOCAL ET DE LA HAUTEUR DU SOLEIL AU PASSAGE DU
MÉRIDIEN
Un méridien est une ligne imaginaire rejoignant les 2 pôles de la terre. Le méridien local est
celui qui passe par la position de l'observateur. Lorsque le soleil coupe le méridien local, il
est à sa hauteur maximum. Il est d'usage de dire qu'il passe au méridien et qu'il est MIDI
LOCAL. Ce midi peut varier d'une 1/2 heure (et plus encore avec les changements d'heures
entre l'été et l'hiver) par rapport au midi de nos horloges - ceci est du d'une part à l'équation
du temps (à voir plus loin) et d'autre part au fait que nos horloges indiquent l'heure du fuseau
horaire. Toutes les horloges dans un fuseau de 15° de longitude indiquent la même heure.
Pour trouver le midi local, il faut suivre le soleil en prenant une série de mesures environ 1/2
heure avant l'heure estimée de midi. Noter les heures et hauteurs avec soin. Prendre une
hauteur toutes les 3 minutes jusqu'à ce que la hauteur n'augmente plus.
Vers le passage au méridien le soleil semble " suspendu " dans le ciel à une hauteur
maximum pendant un court laps de temps. Lire la hauteur au sextant C'est la hauteur du
soleil au moment du passage au méridien. Pour déterminer l'heure exacte du midi local,
positionner le sextant à la même hauteur qu'au commencement de la série de visée et
attendre que le soleil vienne à cette hauteur. Noter de nouveau l'heure. L'heure du midi local
sera entre les instants de début et de fin des visées.
Enregistrer les heures locales et les lectures au sextant, lorsque le soleil est à son maximum.
Ces 2 lectures serviront à déterminer la position. =l'heure donnera la longitude et la lecture
de hauteur donnera la latitude.
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CYCLE COMPLET DE VISÉES
Prenons l'exemple du navire se rendant de San Francisco à Hawaï en utilisant chaque jour le
sextant pour déterminer sa position. Pour permettre de suivre le soleil à son point le plus
haut, il faut avoir terminé les préparatifs à 10H heure locale. La carte nous indique notre
position au midi local du jour précédent. Depuis cette position tracer la position estimée du
midi local du jour actuel (DR position) qui sera ensuite comparée à la position méridienne du
jour.
Prenons une élévation de l'oeil au-dessus du niveau de la mer égale à 3 mètres pour la
dépression de l'horizon et une erreur de sextant égale à + 5'.
Vers 11 heures du matin, vous observez à 11H 23mn 30s, la première lecture au sextant est
de 82° 56'; Toutes les 3 minutes environ vous continuez à noter l'heure correspondante à la
lecture trouvée au sextant jusqu'à ce que le soleil semble stationnaire en hauteur "comme
suspendu " dans le ciel, puis redescende à une hauteur plus basse. La hauteur maximum
atteinte est de 84° 56' au passage au méridien.
Vous continuez à prendre des hauteurs jusqu'à 12H 03mn 30s jusqu'à ce que le soleil
revienne à sa hauteur d'origine de 82° 56'. Vous savez maintenant que le soleil est passé au
méridien à 11H 43mn 30s (exactement à mi-temps entre 11H 23mn 30s et 12H 03mn 30s).
Ensuite vous cherchez l'heure GMT de votre passage a méridien local en écoutant le top de
la radio de manière à corriger votre montre.
Dans le présent exemple, vous trouvez que GMT est 22H 10mn 00s donc aucune erreur.
Vous savez que votre midi local a été à 21H 43 mn 30s GMT (depuis 26mn 30s).
Vous avez donc suffisamment d'éléments pour travailler à votre passage au méridien :
l'heure du passage (midi local) la hauteur du soleil au passage, l'élévation de votre oeil au
dessus de la surface de la mer et l'erreur du sextant utilisé.
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LA LONGITUDE
Les longitudes sont comptées est ou ouest depuis le méridien zéro de Greenwich, en
Angleterre. Puisque la position sol du soleil se déplace à la surface de la terre à une vitesse
de 15° par heure en longitude (15 milles nautiques par minute à l'équateur) la longitude peut
être calculée en comparant le midi local à l'heure GMT (figure 13 a).
Par exemple : si le midi local se produit à 2H 00mn GMT votre longitude est
approximativement de 30° ouest de Greenwich (2H x 15° / H = 30°).
Pour déterminer sa position exacte, on doit appliquer l'équation du temps. La terre sur son
orbite autour du soleil ne voyage pas à vitesse constante.Les horloges et les montres
gardent le temps d'un soleil fictif (ou moyen) qui voyage à la même vitesse tout au long de
l'année. La position du soleil vrai en hémisphère Nord n'est pas exactement au Sud ou 180°
vrai au midi de l'horloge.
La différence de temps entre le soleil vrai et le soleil moyen est appelée équation du temps.
Elle est donnée jour par jour dans les Éphémérides nautiques.(Des valeurs approximatives
sont données en fin de ce livret).
Exemple de calcul de la longitude le 2 juin.
21H 43mn 30s Heure GMT du midi local (observation précédente)
-12H 00mn 00s midi Greenwich
------------------
=09h 43mn 30s Heure depuis Greenwich à l'heure de la position du navire.
x 60 conversion des minutes en heures
-----------------
=583,5 mn minutes depuis Greenwich à l'heure du navire
x 15 (le soleil voyage de 15' d'arc par minute de temps)
----------------
=8752,5 m minutes d'arc sur l'équateur depuis Greenwich
/ 60 conversion des minutes en degrés
----------------
=145° 52',5 W longitude de la position du soleil moyen
+ 33',0 W Équation du temps (table à la fin du livret)
----------------
=146° 25',5 W Longitude de l'observateur.
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LA LATITUDE
La hauteur du soleil au midi local peut être utilisée pour calculer la latitude.
Tout d'abord, corriger la hauteur de l'erreur du sextant de l'élévation de l'oeil, de la réfraction
et du 1/2 diamètre du soleil. Pour des hauteurs supérieures à 25° on peut négliger cette
réfraction, tandis que le 1/2 diamètre varie aux alentours de 16' (depuis le bord inférieur de la
hauteur du soleil). Après toutes ces corrections, trouver la déclinaison du soleil dans les
Éphémérides nautiques ( ou celles données approximativement à la fin du livret ).
Finalement combiner la hauteur trouvée et la déclinaison en résolvant la formule suivante :
LATITUDE = (90° - hauteur corrigée ) +/- déclinaison du soleil.
D NORD: additionner
D SUD: soustraire.
Exemple de calcul de latitude le 2 juin
--------- 85° 04' Hauteur observée corrigée
note: erreur sur le livret original en français ?
2° appliquer la formule précédente
HO 89°60' (90° = 89°60')
-85°04' hauteur observée corrigée
--------- =04°56' distance depuis la position sol du soleil depuis la terre
+22°08' déclinaison Nord (+) du soleil le 2 juin (Éphémérides)
--------- =27°04' latitude de l'observateur
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NAVIGATION ASTRONOMIQUE
La méthode suivante est la plus ancienne depuis l'introduction des chronomètres
conservateurs de temps.
1. Connaissant la déclinaison et la hauteur du soleil au midi local on peut en déduire la
latitude.
Il n'est pas nécessaire de connaître exactement l'heure. L'exactitude du calcul ne dépend
que de l'exactitude de la mesure de la hauteur du soleil et la connaissance exacte de la
déclinaison (exemple précédent).
2. Pour déterminer la longitude vous devez connaître l'heure de l'observation et l'équation du
temps.
Le sextant donne un haut degré de précision dans les mesures, les difficultés inhérentes à
cette méthode assurent un précision de plus de 10' de longitude.
Une autre méthode de la détermination de la position fait entrer la résolution du triangle dit
"de position" utilisant la position estimée du navire et l'entrée dans les tables spécialisées
appelées "tables de réduction des hauteurs". Cette méthode est utilisée par tous les
navigateurs parcourant le monde.
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L'HORIZON ARTIFICIEL
Parfois l'horizon marin est invisible (cas des explorateurs à l'intérieur des terres ou
entraînement au sextant marin...). Il est cependant possible de prendre des hauteurs d'astres
en utilisant un horizon artificiel (DAVIS).
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UTILISATION DU SEXTANT EN VUE DES COTES
Tenir le sextant horizontalement et viser 3 amers à terre alternativement en notant l'angle
entre l'amer central et l'amer de gauche, puis l'angle entre l'amer central et l'amer de droite
(sans trop d'écart de temps entre les deux mesures pour assurer la simultanéité). Tracer
ensuite les 3 directions partant d'un point commun sur un papier calque. Déplacer par
tâtonnement (NDLR sur la carte...) ce papier de façon que les 3 directions passent par les 3
amers. Le point d'intersection est notre position.
Le sextant n'a pas besoin du compas, nous sommes ainsi débarrassés des problèmes de
déclinaisons et déviation. Il est cependant nécessaire d'avoir 3 lignes de position.
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UTILISATION DU SEXTANT "HELIOGRAPHE"
L'utilisation du soleil réfléchi par les miroirs peut servir à attirer l'attention à distance et à
renvoyer un message en morse.
Étendre le bras qui ne tient pas le sextant et lever le pouce, dans le grand miroir viser le
pouce qui sera dirigé vers l'objectif à atteindre. A l'aide de ce miroir renvoyer les rayons du
soleil sur le pouce que l'on éclairera. La personne à avertir recevra également les rayons
réfléchis.
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TABLE DE DÉCLINAISONS ET D'EQUATION DE TEMPS
Ces tables donnent des valeurs approximatives. La latitude calculée à l'aide des tables ne
sera précise qu'à -15' près. Ces tables sont à usage d'entrainement et peuvent être utilisées
en condition de secours uniquement.
Index
renseignements divers:
Rappelons tout d'abord que le sextant fait partie du matériel obligatoire sur les navires
français naviguant en 1ère catégorie (sans limite de distance).
Index
bibliographie:
ÉTOILES et CONSTELLATIONS par Michel DUMONT, ÉDITIONS DU PEN-DUICK.
NAVIGATION ASTRONOMIQUE A LA PORTÉE DE TOUS par Maurice OLIVEAU, même
éditeur.
LES CALCULATRICES par Roger FLORENT, même éditeur (les tables astronomiques
s'arrêtent en 2000). Toutes les formules indispensables en navigation.
NAVIGATION ASTRONOMIQUE et calculatrices programmables par Philippe POSTH,
éditions Deneb, 11 rue des Acacias - 31830 PLAISANCE-du-TOUCH: plus besoin
d'Ephémérides, une simple calculatrice programmable de puissance moyenne suffit pour
effectuer tous les calculs de position. Quelques notions de base en programmation
modulaire vous seront utiles.
Personnellement, j'utilise la Texas TI92+, compatible avec la TI89, et peux si vous me le
demandez vous envoyer par mail le listing des programmes (listings volontairement
incomplets - constantes manquantes - , vous serez quand même obligés d'acheter le livre!)
et la liste des étoiles, déclinaisons, ascension droite, correspondance avec le star finder
TOPOPLASTIC (disponible entre autres au Vieux Campeur) et autres choses si pénibles à
"taper" même sur l'excellent clavier de la TI92 (je ne parle pas des autres claviers, c'est la
galère complète). Donc, écrivez-moi.
Si vous êtes possesseur d'une calculatrice Texas, et si vous n'avez pas le câble ni le logiciel
permettant de transférer les données sur PC ou Mac, allez sur le site de TEXAS
INSTRUMENT pour télécharger le logiciel. Le câble est disponible sur commande au SAV
français de TEXAS INSTRUMENT au numéro: 01 55 21 25 08. Le prix est d'environ 400 frs
et le câblé est disponible pour PC, MAC prise ronde et prise USB. Je vous recommande de
sauvegarder régulièrement vos programmes, car ma TI a une fâcheuse tendance à planter
lors des changements de piles. (Retaper 15 ko de données n'est guère plaisant, sans parler
des inévitables fautes de frappes entraînant des défaillances des programmes).
Voir aussi les revendeurs spécialisés pour trouver les tables HO 249 (américaines) ou
autres, éphémérides, horizon artificiel, etc.
Merci de votre visite sur ce site, et bonne navigation.
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